Трещиностойкость предел

Трещиностойкость предел 22 статическая 45 динамическая 87, 88 [c.399]

В работах [232, 234, 356] показано, что для некоторых материалов характеристики вязкости разрушения при циклическом нагружении могут существенно отличаться от характеристик статической трещиностойкости. Циклическое деформирование металла у вершины трещины приводит к нестабильному (скачкообразному) ее развитию при КИН, меньших статической вязкости разрушения Ки. В настоящее время феноменология такого явления достаточно хорошо разработана и описана в работах [29, 197, 232, 234, 267, 356]. Тем не менее физическая природа скачков усталостной трещины изучена недостаточно. Попытаемся дать физическую интерпретацию этого явления. Выше (см. подраздел 2.3.2) была представлена модель, описывающая зарождение усталостного разрушения в масштабе зерна. Разрушение представлялось как многостадийный процесс, включающий зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной субструктуры, возникающей при циклическом деформировании, стабильный рост микротрещин за счет стока дислокаций в их вершины, образование разрушения в пределах зерна при нестабильном росте микротрещин. Ограничение мае-штаба разрушения при нестабильном росте микротрещин размером зерна возникает в случае их торможения границами зерен или стенками фрагментированной структуры, т. е. при = Oi < 5с(ху), где X/ — накопленная деформация к моменту страгивания микротрещин. Если сгтах 5с(ху), то разрушение может распространяться в масштабе, большем чем размер зерна. [c.222]

Таким образом, несмотря на то, что номинальные напряжения в сварном соединении меньше предела текучести твердого металла, прослойка полностью вовлекается в пластическую деформацию. В связи с этим трещиностойкость твердой прослойки может быть выше, чем образца, изготовленного из металла с такими же исходными свойствами. Кроме того, уменьшение в объеме закаленного металла снижает вероятность возникновения технологических треш ин, уменьшаются их размеры и область распространения. [c.99]

Все вышеперечисленные методы дают качественную оценку технического состояния оборудования. При их проведении обнаруживаются объемные опасные дефекты, такие как трещины, подрезы, непровары, поры. Однако необходимо отметить, что появление таких дефектов является лишь заключительной стадией процессов, происходящих на микроуровне и сопровождающихся изменением характеристик прочности, пластичности и трещиностойкости. Одним из таких процессов является охрупчивание (деформационное упрочнение) материала, вызывающее повышение временного сопротивления Св, предела текучести Пг и снижение запаса пластичности, ударной вязкости и трещиностойкости. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность хрупкого разрушения даже при температурах выше предела хладноломкости. [c.337]

Таким образом, предел трещиностойкости есть непрерывная совокупность значений предельных коэффициентов интенсивности напряжений для всего диапазона длин трещин, представленная в виде функции от обратной величины коэффициента запаса по пределу прочности. Однако, использование предела прочности при оценке предела трещиностойкости приводит к определенным ограничениям, так как предел прочности не является характеристикой предельного состояния локальных объемов металла вблизи трещины. [c.297]

Экспериментальное определение предела трещиностойкости проводится путем доведения до разрушения серии однотипных [c.135]

Экспериментальное определение предела трещиностойкости проводится путем доведения до разрушения серии однотипных образцов с разными длинами трещин [144, 164]. Преимущественно используют растягиваемые плоские образцы с одной краевой трещиной (рис. 17.7) допускаются также образцы, показанные на рис. 17.4, [c.141]

Механический смысл понятия предела трещиностойкости можно еще пояснить следующим образом. Пусть имеется критическая диаграмма р — I, отвечающая случаю отсутствия пластических деформаций у вершины трещины (т. е. концепция коэффициента интенсивности справедлива). Однако эта диаграмма является теоретической и не совпадает с реальной рс — I из-за развития пластической зоны у вершины трещины, причем всегда р> Рс при данной длине I, так как в силу пластической релаксации напряжений несущая способность образца надает (сравнительно со случаем идеальной упругости, когда такого падения напряжения нет). Тогда можно записать, что [c.281]

Рис. 35.5. Зависимость коэффициента интенсивности от длины трещины для фланца и предел трещиностойкости стали ВЛ1-Д.

Рис. 35.7. Зависимость коэффициента запаса по критическому напряжению По (при наличии трещины) от коэффициента запаса по пределу трещиностойкости т при заданном коэффициенте запаса п.

Рис. 35.9. Критическая диаграмма разрушения и предел трещиностойкости титанового сплава 1 — разрушающие брутто-напряжения диска, 2 — предел трещиностойкости, 3 — результаты испытаний на Кс. Линии — расчеты Ос и /с по крайним точкам разброса Ов и Кс.

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настоящее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что независимо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (или врожденные, или возникшие в процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещинам и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а исследование закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.325]

Метод сечений для приближенного расчета коэффициента интенсивности напряжений. Предел трещиностойкости /с как характеристика материала и критерий разрушения в хрупком и пластическом состояниях К h [c.483]

Гольцев В. Ю., Морозов Е. Ы, Предел трещиностойкости и несущая способность листовых материалов с трещинами.— В кн. Физика и механика деформации и разрушения конструкционных материалов. Вып. [c.485]

На наш взгляд, гораздо проще, естественнее и нагляднее, а в конечном счете и надежнее ввести в обращение характеристищ трещиностойкости (предел трещиностойкости < ) по аналогии с пределом прочности (временное сопротивление) гладкого образца ав-Предел трещиностойкости < это тот же предел прочности, но определенный на образце с трещиной. А именно, при растяжении (или изгибе) образец с трещиной данной длины доводится до полного разрушения, при этом измеряются только две величины — максимальная сила, выдерживаемая образцом Р ах и начальная длина трещины i по излому образца. Возможно использование и критической длины трещины, также определяемой по излому (большей, чем начальная, на величину докритического подрастания трещины). Достаточного основания для предпочтения одного варианта другому на настоящее время нет. Никаких дополнительных измерений и приспособлений не требуется. Эти величины — и / — подставляют в формулу для коэффициента К (которая, естественно, должна быть известна для данного образца и схемы нагружения) и получают предельный [c.111]

Получаемый массив экспериментальных данных позволяет аттестовать материалы по сопротивлению разрушению при статическом, циклическом и ударном нагружении с определением предела усталости ст.ь статической (Кю) и циклической (Ki , К, ) трещиностойкости на основе испытаний крупногабаритных образцов линейной механики разрушения с построением (при циклическом нагружении) кинетической диаграммы усталостного разрушения (КДУР), а также показателей сопротивления разрушению при ударном нагружении -критические температуры хрупкости КТХ, ударная вязкость. [c.234]

Масштабный фактор влияет не только на предел выносливости гладких образцов, но также изменяет характеристики циклической трещиностойкости, которые оцениваются при построении кинетических диаграмм усталосгного разрушения (КДУР). На рис. 51 приведены сравнительные данные гго исследованию скорости распространения усталостных трещин (РУТ) в сталях [c.83]

Для расчета но стадии разрушения, как было показано, надо знать коэффициент интенсивиостп напряжений и его предельную величину, характерную для данного материала и условий нагружения. Поскольку коэффициент интенсивности может изменяться как за счет нагрузки, так и за счет длины трещины, то в дальнейшем потребуется ввести коэффициенты запаса, отличающие эти два возможных случая. В частности, обычный коэффициент запаса но пределу прочности п = ajoi входнт в аналитическое выражение коэффициента интенсивности К. Это означает, что коэффициент К вычислен для эксплуатационного уровня напряжений о,, возникающих от заданных нагрузок. Иными словами, при расчете на прочность вводят нагрузки, полученные пз предварительно проведенного обычного расчета, т. е. в тг раз меньше тех, которые для опасной точки детали удовлетворяют равенству Oi = Св. Следовательно, коэффициент интенсивности зависит от коэффициента запаса но пределу прочности К = КЫ). Однако поскольку при наличии трещины следует установить допускаемую и предельную длину трещины, то предельную величину коэффициента интенсивности нри данном уровне напряжения (предел трещиностойкости) также следует уменьшить в. некоторое число раз. [c.282]

В правую часть этого уравнения входит коэффициент запаса по пределу трещиностойкости. При т = i длина трещины, входящая в выражение К, будет критической при рабочем уровне напряжений. Увеличение коэффициента т приводит к уменьшению длины трещины. Каждому m > 1 отвечает определенная длина трещины, меньшая критической (при Oi = onst). При некотором значенпи m > 1 полученную длину трещины можно считать допустимой. [c.283]

Запас по пределу трещиностойкости — это число, показывающее, во сколько раз надо увелрсчить коэффициент интенсивности напряжений за счет увеличения длины трещины при неизменных нагрузках и запасе ирочности, чтобы он (коэффициент интенсивности) достиг предельной величины (для данного запаса прочности). [c.283]

Достоинство расчетного уравнения (34.1) состоит в том, что при отсутствии трещины это уравнение нереходнт в обычное условие прочности. Действительно, пусть I О, тогда Я О, и из уравнений (34.1) и (33.3) имеем о = Ов. Это условие совпадает с классической первой теорией прочности, описывающей момент наступления хрупкого разрушения. Для предотвращения этого момента в обычном расчете допускают максимальное напряжение, равное а в/п. Поскольку это допускаемое напряжение введено в коэффициент интенсивности и предел трещиностойкости, то получаем синтез условий прочности по первой теории и при наличии трещины. [c.283]

Определить механическую характеристику — предел тре-щиностойкости ( 17). При экспериментальном определении предела трещиностойкости форму и размеры образца желательно согласовать с конструкцией рассчитываемой детали. [c.284]

С помощью предела трещиностойкости можно оценить материал по его способности тормозить трещину и можно рассчитывать детали с трещинами на прочность, независимо от вида возможного разрушения (вязкое или хрупкое). Здесь, однако, следует повторить уже известное соображение, что для оценки материалов и проведения расчетов предел трещиностойкости следует определять па образцах, наиболее приближающихся но своим основным параметрам к рассчитываемой детали. Такими параметрами, прежде всего, являются размеры и форма пластической зоны у вершины трещины, но поскольку практически это не подлежит контролю, то приходится говорить о равенстве толщин и о схожести напряженпых состояний в расчетных сечениях. [c.284]

Относительно коэффициента запаса т следует заметить, что в общем случае он может оказаться функцией длины трещины. Отношение т = 1с(1)/К 1) не есть постоянная величина, и оно может слуяшть основой для назначения подходящих величин коэффициентов запаса т. Такой способ назначения коэффициента т позволит учесть и скомпенсировать различие в тарировках образца и детали ). Коэффициент тп уменьшает предел трещино-стойкости и длину трещины Сна критической диаграмме) при постоянном напряжении. При этом получают допустимый предел трещиностойкости и допустимую диаграмму разрушения. [c.285]

Пайдем разрушающую глубину трещины расчетным путем. Предел трещиностойкости запишем в виде (33.3), куда подставим среднюю величину Zj = 2510 Н/мм для продольного направления. Из равенства (33.2) при разрушающем наиряжении Ое = = 1344 Н/мм находим критическую глубину трещины U = 0,58 мм (рис. 35.6). Сравнивая эту величину с экспериментальным значением 0,76 мм, делаем вывод о том, что расчет дает страховочные (в запас прочности) значения критического размера трещины. [c.290]

Проведем аналогичный расчет, для которого предел трещиностойкости возьмем в другом виде [157]. Пусть функция, отражающая предел трещиностойкости, имеет вид ломаной линии — один отрезок этой линии записывается уравиепием /с = Ki (ири OsSI/aissD, другой l/w=l (О /е sS/i j ) (рис. 35.6). Тогда для 290 [c.290]

Фактический запас прочности при наличип трещины равен Пд = ajoe. Его можно- определить, как уже указывалось, с помощью коэффициента сиижения прочности а = Ов/Ос посредством соотношения (35.1). На графике предела трещиностойкости коэффициент а определяется с помощью прямой, выходящей из начала координат в точку с заданными координатами (IJm, Мп). Координата точки пересечения этой прямой с графиком предела трещпБгостойкости при т определяет величину а. [c.291]

Таким образом, при соблюдении условия т>п фактический запас прочности при наличии трещины равен исходному, и сни-женпе ирочиости бака из-за наличия трещины не происходит. Однако такой вывод справедлив только для случая, когда коэффициент К, (пли К, ) постоянен с измепеннем критического наиряжения вплоть до предела прочности. В действительности зависит от критической длины трещины и, начиная с некоторого значения напряжения, сильно падает. Это означает, что график предела трещиностойкости имеет вид, показанный пунктиром на рис. 35.6, п луч, определяющий коэффициент а, будет пересекать [c.291]

Определим область значений фактического запаса прочности щ и запаса на трещину т при фиксированиых значениях обычного запаса прочности п и предела трещиностойкости, выраженного функцией (33.3). В рассматриваемом случае при заданном числе п критическая длина трещины согласно равенству (33.2) определяется так [c.292]

Полученное значение т = служит ориентиром при назначении запаса по пределу трещиностойкости. Если то допустимая длина трещины оказывается малой настолько, что разрушение будет квазихрунким. Если т< т , то разрушение при наличии трещины допустимой длины будет происходить хруп- [c.293]

Рис. 35.8. Критические диаграммы разрушения и предел трещиностойкости стали 24Х2НМФА. Результаты расчета Ос и h даны линиями 1 — g = 1 2— = 2 3— д = 3, 4 — д = 4. Результаты эксперимента для вс даны точками 5 — прямолинейная трещина, 6 — попуэллинтическая трещина, нетто — напряжение, 7 — полуэллиитическая трещина, брутто — напряжение, 8 — пределы трещиностойкости.

Предел трещиностойкости может служить и для ранжировки материалов и их состояний по сопротивлению росту трещины при однократном статическом нагружении, и для расчета элементов конструкций с допущением исходных трещин. Отличительная черта этой концепции состоит в простоте подготовки исходных данных для расчета (нужен только коэффициент интенсивности на- [c.297]

Морозов Е. М. Понятие предела трещиностойкости и возможности его использования при расчетах на прочность.— В кн. Унификация методов испытаний металлов на трещпностойкость. Вып. 2.— М. Изд-во стандартов, 1982, с. 51—54. [c.491]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...